Digi International
Juni 09, 2017
Einführung in LTE-M
LTE-M (auch als LTE Cat-M oder Cat-M1 bezeichnet) ist ein neuer mobiler Datenstandard für den wachsenden LPWA- oder Low-Power-Wide-Area-Markt. Er ist Teil des neuesten Releases (13) der Standardisierungsorganisation 3GPP Mobilfunk . LTE-M ist für Anwendungen mit geringerer Bandbreite optimiert, für Geräte, die in den Ruhezustand gehen und ihre Daten periodisch melden können. Es unterstützt ultralange Akkulaufzeiten (mehrere Jahre), eine größere Reichweite und eine bessere Gebäudedurchdringung für Geräte, die an schwer zugänglichen Orten eingesetzt werden können. Es ist ideal für Anwendungsfälle wie abgelegene industrielle Sensoren mit geringer Dichte, automatische kommerzielle Zähler für Wasser- oder Gassysteme, vernetzte Geräte im Gesundheitswesen und sogar intelligente industrielle Beleuchtungssysteme.
Neue Stromsparfunktionen von LTE-M
Es gibt zwei wichtige Funktionen, die in LTE-M eingebaut sind, die seine Energieeffizienz ermöglichen - PSM (Power Savings Mode) und eDRX (extended Discontinuous Reception).
PSM
Der Energiesparmodus (PSM) ermöglicht es dem Gerät, dem Netzwerk Mobilfunk mitzuteilen, dass es in den Ruhezustand geht und wann das Netzwerk mit dem Aufwachen rechnen kann, basierend auf Timer-Werten, die vom Gerät gesendet werden. Die Registrierung beim Netzwerk bleibt auch dann erhalten, wenn das Gerät schläft. Das bedeutet, dass das Gerät Batteriestrom sparen und dann planmäßig aufwachen kann, um Daten auszutauschen, oder früher, wenn wichtige Informationen wie ein Alarm sofort übertragen werden müssen. Es kann bis zu 12 Tage lang in diesem registrierten Schlafzustand bleiben. Sobald das Gerät aufwacht und seine Nutzdaten überträgt, muss es für eine kurze Zeit (4 Idle-Frames) auf Antworten aus dem Netzwerk warten und lauschen, danach kann es wieder in den PSM-Schlaf gehen.
eDRX
Extended Discontinuous Reception (eDRX) ist ein Modus, der die Energieeffizienz für Mobilfunk Geräte verbessert, indem er die Gesprächsbereitschaft zwischen dem Gerät und dem Netz reduziert. Ein normales LTE-Gerät muss alle 1,28 Sekunden für einen Paging-Zyklus aktiv sein. Ein LTE-Gerät, das eDRX nutzt, muss nur alle 10,24 Sekunden für einen Paging-Zyklus aktiv sein. Das bedeutet, dass ein Gerät, das mit dem Netz verbunden ist und kommuniziert oder sich im Leerlauf befindet, etwa zehnmal weniger Zeit in einem aktiven, stromverbrauchenden Zustand sein muss als Geräte, die diesen Modus nicht unterstützen. eDRX ermöglicht es dem Gerät außerdem, dem Netz mitzuteilen, dass es eine bestimmte Anzahl dieser 10,24-Sekunden-Zyklen überspringen möchte, wodurch sich die Paging-Intervalle auf 40 Minuten oder mehr verlängern. Sowohl eDRX als auch PSM sparen Strom, aber im Kern ermöglicht eDRX einen geringeren Stromverbrauch für Geräte, die wach und mit dem Netz verbunden sind bzw. sich im Ruhezustand befinden.
Wie ist LTE-M im Vergleich zu anderen LTE-Technologien?
Die 3 wichtigsten Dinge, die Sie bei LTE-M beachten sollten
1. Einfachere, weniger teure Hardware
Geräte können sich mit einfacheren Modems, die nur 1 Antenne benötigen, mit LTE-Netzen verbinden, da sie halbduplex sind und eine geringere Bandbreite haben.
2. Längere Lebensdauer der Batterie
Geräte können den neuen Energiesparmodus (PSM) und den erweiterten diskontinuierlichen Empfang (eDRX) nutzen, um eine Batterielebensdauer von bis zu 10 Jahren zu erreichen
3. Günstigere Datentarife
LTE-M-Geräte werden niedrigere Datenraten als andere LTE-Geräte verwenden (typischerweise weniger als 300 KBit/s), so dass sie weniger netzintensiv sind, was es den Netzbetreibern ermöglicht, die monatlichen Kosten für Datentarife für OEMs erheblich zu senken.
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